Công thức C5H12 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo?

Công thức C5H12 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo? 1. C5H12 là gì?
C5H12 là công thức hóa học cho một hợp chất hữu cơ được gọi là pentane
(pentan). Pentane là một hydrocarbon aliphatic, có nghĩa là nó chứa chỉ các
nguyên tử carbon và hydrogen và có cấu trúc tuyến tính. Pentane thường
được sử dụng làm dung môi trong các ứng dụng hóa học và là một thành
phần quan trọng của xăng tự nhiên. - Tính chất vật lý:
+ Pentane tồn tại ở dạng khí ở điều kiện tiêu chuẩn (25°C và áp suất 1 atm).
+ Màu sắc và mùi: Pentane là một chất khí vô màu và không có mùi đặc trưng.
Tuy nhiên, nếu có một lượng đủ lớn, nó có thể tạo ra một mùi khá gắt và có thể thấy mùi dễ dàng.
+ Độ nóng chảy: -129.7°C, độ sôi: 36.1°C.
+ Mật độ: Mật độ của pentane ở 20°C là khoảng 0.626 g/mL.
+ Khả năng hoà tan: Pentane là một dung môi tốt cho các chất không phân
cực, như các hydrocarbon khác và các hợp chất hữu cơ không phân cực
khác. Nó không pha trộn hoàn toàn với nước vì tính không phân cực của nó.
+ Nhiệt độ kết tinh: Pentane tồn tại ở dạng lỏng khi nhiệt độ thấp hơn điểm kết tinh (-129.7°C).
- Tính chất hoá học: Pentane là một hydrocarbon đơn giản, và tính chất hoá
học của nó chủ yếu liên quan đến khả năng tham gia vào các phản ứng đốt
cháy và các phản ứng hóa học cơ bản của hydrocarbon.
+ Tính chất cháy: Pentane là một hợp chất dễ cháy. Khi nó tiếp xúc với ngọn
lửa hoặc nguồn nhiệt đủ mạnh, nó có thể bắt cháy và tạo ra hỏa hoạn. Điều
này làm cho pentane được sử dụng trong nhiều ứng dụng liên quan đến năng lượng và đốt cháy.
+ Phản ứng oxi hóa: Pentane có thể trải qua phản ứng oxi hóa với không khí
hoặc oxi. Trong quá trình này, nó cháy để tạo ra nước và các sản phẩm khí CO2 (carbon dioxide).
+ Phản ứng với halogen: Pentane có thể trải qua các phản ứng với các
halogen như clo (Cl2) hoặc brom (Br2) để tạo ra các sản phẩm thay thế
halogen, ví dụ, pentyl chloride (C5H11Cl) hoặc pentyl bromide (C5H11Br).
+ Tính chất tham gia các phản ứng hóa học hữu cơ khác: Pentane có thể
tham gia vào các phản ứng hóa học hữu cơ khác như halogenation,
hydroboration-oxidation, và nhiều phản ứng khác dựa trên cấu trúc của nó.
+ Tính chất làm dung môi: Do tính không phân cực của pentane, nó thường
được sử dụng làm dung môi trong các ứng dụng hóa học và công nghiệp,
đặc biệt là trong phòng thí nghiệm để hòa tan các hợp chất không phân cực
khác. Nó cũng là một thành phần chính của xăng tự nhiên.
2. Đồng phân và cách viết đồng phân của C5H12
C5H12 là công thức hóa học của một loạt các đồng phân, được gọi là đồng
phân của pentane. Các đồng phân này có cùng công thức phân tử C5H12,
nhưng khác nhau về cấu trúc phân tử, do đó chúng có các tính chất và tên gọi khác nhau.
Ta có: Độ bất bão hòa k = số liên kết π + số vòng = (5 . 2 + 2 - 12) / 2 = 0
Phân tử không có chứa liên kết π hoặc 1 vòng ⇒ Phân tử chỉ chứa liên kết đơn
Dưới đây là một số đồng phân chính của C5H12:
+ n-Pentane (Pentane thẳng): Cấu trúc: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 Đây là
dạng pentane có cấu trúc tuyến tính đơn giản nhất và là hình thức phổ biến
nhất của pentane. Nó có một dãy carbon đơn giản liên tiếp.
+ Isopentane (2-Methylbutane): Cấu trúc: CH3-CH(CH3)-CH2-CH3
Isopentane có một nhánh methyl (-CH3) gắn với carbon thứ hai trong dãy
carbon chính. Điều này tạo ra một nhánh trong cấu trúc của nó.
+ Neopentane (2,2-Dimethylpropane): Cấu trúc: (CH3)4C Neopentane có một
cấu trúc ba góc với bốn nguyên tử carbon tạo thành một nhóm tương đối bền
vững. Điều này tạo ra một cấu trúc cực kỳ phân nhánh và không tuyến tính.
Các đồng phân này có các tính chất vật lý và hóa học khác nhau do sự khác
biệt trong cấu trúc của chúng. Ví dụ, neopentane có điểm sôi cao hơn và mật
độ thấp hơn so với isopentane và n-pentane. Isopentane có khả năng cháy
tốt hơn trong môi trường không khí so với neopentane do cấu trúc phân nhánh ít hơn.
3. Một số bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C6H14 là A. 3 B. 4 C. 5 D. 6. Đáp án C CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3
(CH3)2-CH-CH(CH3)2 (CH3)3-C-CH2-CH3
Câu 2. Ứng với công thức phân tử C4H10 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở? A.4 B. 5 C. 6 D. 3 Đáp án B
Δ= (2.4 + 2−10)/2 = 0 ⇒ Ankan ⇒ Chỉ có liên kết đơn
Vậy C4H10 có 2 đồng phân. CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH3
Câu 3. Công thức đơn giản nhất của hiđrocacbon R là CnH2n+1. R thuộc dãy đồng đẳng nào ? A. ankan.
B. không đủ dữ kiện để xác định. C. ankan hoặc xicloankan. D. xicloankan. Đáp án A
Công thức phân tử của M là (CnH2n+1)m => CnmH2nm+m => Với m = 2 => CTPT của M là C2nH2n+2
Vậy M thuộc dãy đồng đẳng của ankan
Câu 4. Cho C7H16 tác dụng với clo có chiếu sáng theo tỉ lệ mol 1 : 1, thu
được hỗn hợp gồm 3 dẫn xuất monoclo. Số công thức cấu tạo của C7H16 có thể có là A. 4. B. 5. C. 2. D. 3. Đáp án A
Câu 5. Ankan có những loại đồng phân nào? A. Đồng phân nhóm chức B. Đồng phân cấu tạo
C. Đồng phân vị trí nhóm chức.
D. Có cả 3 loại đồng phân trên. Đáp án B
Ankan có từ 4C trở đi ứng với mỗi công thức phân tử có các công thức cấu
tạo mạch cacbon không phân nhánh và mạch cacbon phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon.
Câu 6. Dãy nào sau đây chỉ gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan. A. C2H2, C3H4, C4H6, C5H8 B. CH4, C2H2, C3H4, C4H14 C. CH4, C2H6, C4H14, C5H12 D. C2H6, C3H8, C5H14, C6H12 Đáp án C
Đồng đẳng của mêtan là các ankan như CH4, C2H6, C4H10, C5H12
Câu 7. Ứng với công thức phân tử C6H14 có bao nhiêu đồng phân mạch cacbon? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Đáp án C
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3: n-hexan
CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3: 2-metylpentan
CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3: 3-metylpentan
(CH3)2-CH-CH(CH3)2: 2,2 - đimetylbutan
(CH3)3-C-CH2-CH3: 2,3- đimetybutan
Vậy C6H14có 5 đồng phân cấu tạo.
Câu 8. Ankan có những loại đồng phân nào
A. Đồng phân vị trí nhóm chức. B. Đồng phân nhóm chức
C. Có cả 3 loại đồng phân trên. D. Đồng phân cấu tạo Đáp án D
Câu 9. C6H14 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo A. 5 B. 4 C. 3 D. 6 Đáp án A
Độ bất bão hòa k = số liên kết π + số vòng = (6.2 + 2 - 14) / 2 = 0
Phân tử không có chứa liên kết π hoặc 1 vòng ⇒ Phân tử chỉ chứa liên kết
đơn Hexan C6H14 có 5 đồng phân mạch cacbon: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3
(CH3)2-CH-CH(CH3)2 (CH3)3-C-CH2-CH3
Câu 10. Dãy nào sau đây chỉ gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan. A. C2H2, C3H4, C4H6, C5H8 B. CH4, C2H2, C3H4, C4H14 C. CH4, C2H6, C4H14, C5H12 D. C2H6, C3H8, C5H12, C6H14 Đáp án D
Câu 11. Cho các hợp chất hữu cơ sau: CH2=CHCH2CH2CH=CH2; CH2=CHCH=CHCH2CH3; CH3C(CH3)=CHCH2; CH2=CHCH2CH=CH2; CH3CH2CH=CHCH2CH3; CH3C(CH3)=CHCH2CH3;
CH3CH2C(CH3)=C(C2H5)CH(CH3)2; CH3CH=CHCH3. Số chất có đồng phân hình học là: A. 4 B. 1 C. 2 D. 3 Đáp án A
Các chất có đồng phân hình học là: 1. CH2=CHCH=CHCH2CH3; 2. CH3CH2CH=CHCH2CH3;
3. CH3CH2C(CH3)=C(C2H5)CH(CH3)2; 4. CH3CH=CHCH3.
Câu 12. Cho công thức phân tử của Anken là C4H8. Hỏi có bao nhiêu đồng
phân khi tác dụng với dung dịch HCl chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất? A. 2 B. 1 C. 3 D. 4 Đáp án A
HCl là tác nhân bất đối xứng, để anken C4H8 cộng HCl cho 1 sản phẩn hữu
cơ duy nhất thì C4H8 phải đối xứng => Công thức cấu tạo đó là: CH3-
CH=CH-CH3 Tuy nhiên công thức này có đồng phân hình học nên tính là 2 anken.
Câu 13. Trong số các ankan đồng phân của nhau, đồng phân nào có nhiệt độ nóng chảy cao nhất?
A. Đồng phân mạch thẳng. B. Đồng phân isoankan. C. Đồng phân tert-ankan.
D. Đồng phân mạch phân nhánh nhiều nhất. Đáp án B
Đồng phân có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là đồng phân có cấu trúc phân tử
gọn nhất => đồng phân mạch thẳng có cấu trúc phân tử gọn nhất.
Câu 14. Công thức đơn giản nhất của hiđrocacbon R là CnH2n+2. R thuộc dãy đồng đẳng nào? A. ankan. B. anken C. akin. D. xicloankan.
Đáp án A Hiđrocacbon bất kì đều có số H chẵn Công thức phân tử của ankan
có thể là: C2nH4n+2 ; C4nH8n+4; … Đều có chung dạng CmH2m+2(với m =
2n; 4n; …) => R là ankan.
Document Outline

• Công thức C5H12 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo?
  • 1. C5H12 là gì?
  • 2. Đồng phân và cách viết đồng phân của C5H12
  • 3. Một số bài tập vận dụng liên quan